Chemiefragen 10.Klasse:

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1 Hausaufgaben bitte entweder: - auf Papier schriftlich erledigen oder - per an Herrn Apelt senden: Reinhard.Apelt@web.de Chemiefragen 10.Klasse: A) Organische Verbindungen Kohlenwasserstoffe B) Erdöl Energieträger und Rohstoffquellen C) Alkohole Aldehyde Carbonsäuren D) Ester E) Seifen und Waschmittel F) Kohlenhydrate im Anschluss zur Kontrolle einige: Antworten und Musterlösungen A) Organische Verbindungen - Kohlenwasserstoffe 1. Zeigen Sie Unterschiede zwischen anorganischer und organischer Chemie auf. 2. Nennen Sie einige typische Eigenschaften organischer Verbindungen und bringen Sie jeweils ein Beispiel dafür. 3. Zählen Sie die Elemente auf, die in organischen Verbindungen am häufigsten vorkommen. 4. Wie kann nachgewiesen werden, dass im Mehl Kohlenstoff-Verbindungen enthalten sind? 5. In welchen Modifikationen kommt der Kohlenstoff in der Natur vor? Worin unterscheiden sich die Modifikationen?

2 6. Wie kann man die organischen Verbindungen nach dem Bau des Kohlenstoff- Gerüstes ihrer Moleküle unterteilen? 7. Zeichnen Sie die Molekülstruktur einer ringförmigen und einer kettenförmigen Kohlenstoffverbindung mit 6 C-Atomen. 8. Zeichnen Sie ein Modell des Methanmoleküls, an dem der räumliche Bau zu erkennen ist. 9. In welchen, in der Natur vorkommenden Gasen ist Methan Hauptbestandteil? 10. Wie entsteht Methan in der Natur? 11. Formulieren Sie die Verbrennung von Methan. 12. Was versteht man unter einer homologen Reihe? Aufzuzeigen am Beispiel der Alkane. 13. Wie lautet die allgemeine Summenformel der Alkane? 14. Was versteht man unter einem Radikal? Beispiel. 15. Wie ist die Änderung des Aggregatzustandes innerhalb der homologen Reihe der Alkane zu erklären? 16. Erklären Sie das Löslichkeitsverhalten der Alkane. 17. Erklären und ordnen Sie die Begriffe wasserfeindlich, wasserfreudlich, fettfeindlich und fettfreundlich. 18. Stellen Sie die Strichformeln für folgende Verbindungen auf: a) 2,2-dimethyl-pentan ; 2,2-dimethyl-propan b) 1,3-dibrom-butan ; 2-methyl-3-ethyl-hexan c) 1,1-dichlor-ethan ; 1,2-dichlor-ethan d) 1,2,3-tribrom-propan 19. Stellen Sie die Reaktionsgleichungen für die vollkommene Verbrennung von Pentan auf. 20. Was versteht man unter Substitution? 21. Weshalb spielt die Substitution eine große Rolle bei der Erzeugung von synthetischen Designer-Drogen? 22. Formulieren Sie die stufenweise Substitution des Methans mit Chlor. Benennung der Produkte.

3 23. Was versteht man unter Dehydrierung? 24. Klären Sie die Begriffe gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe. 25. Geben Sie eine eindeutige Unterscheidungsreaktion für Ethan und Ethen an. 26. Definieren Sie die Begriffe Addition, Hydrierung und Polymerisation. 27. Formulieren Sie die Addition von Brom an Ethen. 28. Beschreiben Sie einen Versuch zur Ethin-Gewinnung im Labor. Formulierung. 29. Beim Schweißen wird Ethin mit Sauerstoff verbrannt. Formulieren Sie diese Verbrennungsreaktion. 30. Welche Schreibweisen für Benzol sind heute üblich? Erläuterung. B) Erdöl Energieträger und Rohstoffquellen 31. Welche Gefahren stehen beim Transport von Erdöl im Vordergrund? 32. Welche Möglichkeiten der Verarbeitung von Erdöl ergeben sich aus seiner Zusammensetzung? 33. Nennen Sie die Hauptfraktionen, die bei der fraktionierten Destillation von Erdöl anfallen. 34. Geben Sie Anwendungsgebiete für Erdölbestandteile an. 35. Was geschieht beim Cracken? Beispiel mit Formelgleichung. 36. Erklären Sie an einem Beispiel den Vorgang des Reformierens von Alkanen. 37. Klären Sie die Zusammensetzung von Autobenzin, Dieselkraftstoff, Heizöl und Flüssiggas. 38. Was besagt die Octanzahl? Wie wird beim Benzin eine hohe Octanzahl erreicht? 39. Welche Schadstoffe entstehen bei der Verbrennung von Mineralölprodukten?

4 C) Alkohole Aldehyde Carbonsäuren 40. Zeichnen Sie zwei Strukturformeln, die der Summenformel C2H6O entsprechen. 41. Wie kann experimentell die Struktur des Ethanols abgeleitet werden? 42. Wodurch unterscheiden sich Hydroxyl- und Hydroxidgruppe? 43. Wie reagiert Ethanol a) mit Natrium und b) mit heißem Kupferoxid. - Reaktionsgleichungen. 44. Erklären Sie am Beispiel des Ethanols die Polarisierung von Atombindungen. 45. Inwiefern zeigen sich bei niederen Alkoholen Ähnlichkeiten mit dem Wasser? 46. Begründen Sie die Änderung der Wasserlöslichkeit innerhalb der homologen Reihe. 47. Stellen Sie die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten von Methanol und Ethanol zusammen. 48. Durch welche Reaktion kann man Methanol und Ethanol unterscheiden? 49. Worauf beruht die unterschiedliche Viskosität von Ethanol und Glycerin? 50. Worauf führen Sie die gute Wasserlöslichkeit von Glycerin zurück? 51. Zeigen Sie die vielseitige Verwendbarkeit von Glycerin auf. 52. Zeichnen Sie die funktionelle Gruppe der Aldehyde. 53. Erklären Sie die chemische Umwandlung von Wein in Essig. 54. Geben Sie am Beispiel der Essigsäure einen Überblick über allgemeine Säureeigenschaften. 55. Wie heißt die funktionelle Gruppe der Essigsäure? Zeichnen Sie die Strukturformel. 56. Klären Sie die Begriffe Eisessig, Speiseessig, Weinessig, Fettsäuren, und Carbonsäuren.

5 57. Wie ändern sich Löslichkeitsverhalten und Aggregatzustand in der homologen Reihe der Alkansäuren? Begründung. 58. Geben Sie die Formeln an für: Ameisensäure, Palmitinsäure und Stearinsäure. 59. Wie kann experimentell nachgewiesen werden, dass die Ölsäure eine ungesättigte Fettsäure ist? 60. Definieren Sie den Begriff essentiell am Beispiel der ungesättigten Fettsäuren. 61. Nennen Sie 2 essentielle Fettsäuren. 62. Welche Säure entsteht bei der Hydrierung von Ölsäure C15H29-COOH)? D) Ester 63. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Bildung des Propansäure- Methanol-Esters. 64. Definieren Sie den Begriff Kondensation. 65. Warum kommt es bei der Esterbildung nicht zu einer 100 %igen Esterausbeute? 66. Definieren Sie die Begriffe Veresterung, Verseifung und Hydrolyse. 67. Welche Wirkung hat der Zusatz von konz. Schwefelsäure bei der Gewinnung von Essigsäure-Ethanol-Ester? 68. Was entsteht bei der Verseifung von Ameisensäure-Ethanol-Ester mit verdünnter Natronlauge? 69. Worin unterscheidet sich Veresterung und Neutralisation? 70. Geben Sie einige Verwendungsmöglichkeiten für Ester an. 71. Nennen Sie Beispiele für das Vorkommen und die Bedeutung der Fette. 72. Erklären Sie den chemischen Aufbau der Fette an einem Beispiel. 73. Warum sind Fette wasserunlöslich?

6 74. Worin besteht der chemische Unterschied zwischen Mineralölen und Speiseölen? 75. Wie kann nachgewiesen werden, ob in einem Fett ungesättigte Fettsäuren vorkommen? 76. Erläutern Sie an einem Beispiel das Prinzip der Fetthärtung. 77. Woraus wird Margarine hergestellt? 78. Wie kann durch eine einfache Reaktion Butter und Margarine unterschieden werden? E) Seifen und Waschmittel 79. Was entsteht beim Kochen eines Fettes mit Natronlauge? Formulierung. 80. Erklären Sie mit einer Skizze das Zustandekommen der Oberfächenspannung des Wassers. 81. Nennen und erörtern Sie die Phasen des Waschvorgangs. 82. Was versteht man unter Tensiden? 83. Geben Sie einen Überblick über die Bestandteile eines Vollwaschmittels. 84. Welches Ziel verfolgen die Dosierempfehlungen auf Waschmittelpackungen? F) Kohlenhydrate 85. Erklären Sie die Bezeichnung Kohlenhydrate, 86. Welche funktionellen Gruppen kommen in der Glucose vor? 87. Wie verläuft die Schiffsche Probe mit Glucose? 88. Stellen Sie eine einfache Strukturformel der Glucose auf. 89. Worauf sind der süße Geschmack und die gute Wasserlöslichkeit der Glucose zurück zu führen? 90. Warum kann man Glucose als lebenswichtige Substanz bezeichnen?

7 91. Erklären Sie am Beispiel der Kohlenhydrate die Begriffe Isomerie und Kondensation. Antworten und Musterlösungen 14. Ein Radikal ist ein Atom oder ein Molekül, das ein ungepaartes Elektron hat. Es ist dadurch chemisch sehr aggressiv! Beispiel: Methyl CH3 (da wurde dem Methan 1 H entzogen) 15. Je länger die Alkan-Moleküle werden, desto schwerer werden sie auch und desto stärker können sie sich gegenseitig anziehen (Massenanziehungskraft). Deshalb steigen innerhalb der homologen Reihe die Schmelz- und Siedepunkte. 18. a) 2,2-dimethyl-pentan ; 2,2-dimethyl-propan CH3 CH3 CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3 b) 1,3-dibrom-butan ; 2-methyl-3-ethyl-hexan Br Br CH3 C2H5 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH CH CH2 CH2 CH3 c) 1,1-dichlor-ethan ; 1,2-dichlor-ethan Cl Cl Cl Cl CH CH3 CH2 CH2 d) 1,2,3-tribrom-propan Br Br Br CH2 CH CH2 19. C5H O2 5 CO2 + 6 H2O + Energie 20. Substitution ist das Ersetzen einzelner Atome oder Atomgruppen durch andere. Beispiel: Substitution eines H-Atoms im Propan durch Fluor ergibt das neue Molekül 1-Fluor-Propan.

8 24. Gesättigte Kohlenwasserstoffe (= Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen) enthalten keine Doppelbindungen. Ungesättigte KWs besitzen dagegen mindestens eine Doppelbindung, weil ihnen Wasserstoffatome fehlen. 27. CH2 = CH2 + Br2 CH2Br CH2Br + Energie 28. Wasser reagiert mit Calciulcarbid unter Aufschäumen und Brodeln. Das freiwerdende Gas ist Ethin. CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + CH Ξ CH 29. Schweissen: C2H2 + 2,5 O2 2 CO2 + H2O + Energie 42. Beide Gruppen bestehen aus 1 O-Atom und 1 H-Atom ( OH). Die Hydroxidgruppe ist allerdings negativ geladen ( OH minus) und kommt nur in Laugen vor. Die Hydroxylgruppe ist dagegen ungeladen und findet sich bei Alkoholen. 62. FG: C15H29-COOH + H2 C15H31-COOH WG: Ölsäure + Wasserstoff Palmitinsäure 63. FG: C2H5 COOH + HO CH3 < > C2H5 COO CH3 + H2O WG: Propansäure + Methanol < > Propansäure-Methanol-Ester + Wasser 67. Konzentrierte Schwefelsäure ist gierig nach Wasser. Wenn in der Estergleichung das entstehende Wasser gleich durch die Schwefelsäure gebunden wird, dann verschiebt sich das Gleichgewicht der Reaktion. Es wird dadurch mehr Ester gebildet! 68. HCO O C2H5 + H2O <--> HCOOH + C2H5-OH Wenn Ameisensäure-Ethanol-Ester mit verdünnter (Wasser!) Natronlauge reagiert, dann entsteht Ameisensäure und Ethanol. Die Ameisensäure wird anschließend von der Natronlauge neutraliesiert. 74. Mineralöle sind längerkettige Alkane (ab 12 C-Atome) und bestehen nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Speiseöle sind dagegen Ester aus 3 Carbonsäuren und 1 Glycerinmolekül. Sie enthalten außer C und H auch das Element Sauerstoff.